超吸水纖維在防治荒漠化造林應用研究(學會報告)

1、超吸水纖維在防治荒漠化造林應用試驗情況報告中國治沙暨沙業(yè)學會二一四年十二月目 錄 TOC * MERGEFORMAT 1試驗背景 PAGEREF _Toc17237 12試驗區(qū)概況 PAGEREF _Toc1603 22.1京津風沙源治理工程區(qū)（內蒙古自治區(qū)磴口縣） PAGEREF _Toc20991 22.2津風沙源治理工程區(qū)（內蒙古自治區(qū)烏拉特后旗） PAGEREF _Toc16743 22.3石漠化治理工程區(qū)（廣西壯族自治區(qū)河池市都安縣） PAGEREF _Toc2760 33試驗材料及方法 PAGEREF _Toc31114 33.1超吸水纖維 PAGEREF _Toc22401 33

2、.1.1產品介紹 PAGEREF _Toc24083 33.1.2吸水原理 PAGEREF _Toc19307 43.1.3產品特性 PAGEREF _Toc6376 43.1.4主要功能 PAGEREF _Toc26066 53.2造林樹種選擇 PAGEREF _Toc15648 63.3材料準備 PAGEREF _Toc8837 6試驗設計及方法 PAGEREF _Toc22 63.5造林方法 PAGEREF _Toc3862 74情況觀察與照片采集 PAGEREF _Toc14383 8照片采集 PAGEREF _Toc4866 84.2情況觀察 PAGEREF _Toc14049 85

3、試驗過程及考察情況 PAGEREF _Toc18992 8 PAGEREF _Toc32683 85.2考察選點 PAGEREF _Toc3187 95.3確定實施方案 PAGEREF _Toc11301 105.4造林施工 PAGEREF _Toc20963 105.4.1都安造林施工 PAGEREF _Toc3417 105.4.2沙區(qū)造林施工 PAGEREF _Toc25429 115.5考察情況 PAGEREF _Toc23800 135.5.1試驗考察情況 PAGEREF _Toc32567 135.5.2產品考察情況 PAGEREF _Toc9520 156結論與建議 PAGERE

4、F _Toc7830 166.1主要結論 PAGEREF _Toc31782 166.2建議 PAGEREF _Toc8991 161試驗背景中國是世界荒漠化、沙化面積最大、危害最嚴重的國家之一，而且還有31萬平方公里有明顯沙化趨勢的土地，嚴重影響近4億人口的生產生活。全國現有荒漠化土地總面積262.37萬平方公里，占國土總面積的27.33%，沙化土地面積173.11萬平方公里，約占全國土地總面積的18%，其中僅可治理的沙化土地面積就有53萬平方公里。國務院與2008年和2012年先后批復實施了巖溶地區(qū)石漠化綜合治理規(guī)劃大綱（2006-2015年）、滇桂黔石漠化片區(qū)區(qū)域發(fā)展與扶貧攻堅規(guī)劃（20

5、11-2020），可見國家對石漠化防治工作的重視和力度。另外，國務院批準的全國防沙治沙規(guī)劃（20112020年），規(guī)劃到2020年，完成沙化土地治理任務2000萬公頃，實現全國一半以上可治理的沙化土地得到有效治理，治沙任務十分繁重。同時，由于荒漠化地區(qū)干旱缺水、土地保水性差，造林成活率低、植被保存難等問題，導致防治任務十分艱巨復雜。為加快推進荒漠化治理工作，確保完成規(guī)劃任務，要求我們更加注重新技術、新產品在荒漠化防治上的推廣應用。南通江潮纖維制品生產的超吸水纖維能快速吸收和保持比自身重100百倍左右的水分，具有很高的吸水性和保水性，且具有無毒、可降解無污染的環(huán)保性。超吸水纖維的這種保水性與水分

6、釋放獨特性，以及環(huán)境友好型特點，如能在沙化、石漠化地區(qū)造林和植被恢復中成功應用，前景將非常可觀。但該新產品如何在造林上使用、以及會取得的怎樣的生態(tài)經濟效果等均需要開展試驗示范。為此，本合作試驗將在國家重點生態(tài)工程-京津風沙源治理二期工程區(qū)內蒙古自治區(qū)磴口縣和石漠化工程區(qū)廣西壯族自治區(qū)都安縣分別選擇兩個具有代表性的地點，通過示范造林試驗，為該新產品在造林上的應用提供具體實用的方法和模式。2試驗區(qū)概況2.1京津風沙源治理工程區(qū)（內蒙古自治區(qū)磴口縣）內蒙古磴口縣地處東經106910710，北緯4094057之間，東北與杭錦后旗接壤，西北同烏拉特后旗相連，西南與阿拉善盟毗鄰，東南與鄂爾多斯市隔河相望。

7、全縣東西長約92公里，南北寬約65公里，總面積4167平方HYPERLINK :/baike.so /doc/2241618.html公里?？h境地形地貌復雜，大體可分為山地、沙漠、平原、河流四種類型，境內海拔最高2046米，最低1030米。位于干旱半干旱地區(qū)，屬中溫帶大陸性季風氣候。其特征是冬季寒冷漫長，春秋短暫，夏季炎熱，降雨量少，日照充足，熱量豐富，晝夜溫差大，積溫高，無霜期短。全年日照時數3300小時以上，全年無霜期在136-205天之間，年平均氣溫為7.6，植物生長期的5-9月份光合有效輻射40.19千卡/cm2，植物生長期的積溫約為3100，生長期晝夜溫差14.5。年平均降雨量148

8、.6mm，年均蒸發(fā)量2397.6mm。這種獨特氣候特征有利于干物質糖分積累，適宜北方農作物生長。2.2津風沙源治理工程區(qū)（內蒙古自治區(qū)烏拉特后旗）烏拉特后旗位于內蒙古自治區(qū)西北部，東經1070506，北緯410646，屬巴彥淖爾市管轄，是內蒙古自治區(qū)19個少數民族邊境旗縣之一。北于蒙古國接壤，南距巴彥淖爾市所在地臨河區(qū)50公里。總面積2.5萬平方公里，邊境線長195.25公里，共有人口6.1萬人，是一個以蒙古族為主體，漢族居多的少數民族邊境旗。烏后旗地形地貌復雜。陰山山脈橫亙旗境南部，形成了河套平原與北部高原的一道分水嶺。全旗地形可分為山地，占15.1%，低山丘陵，占10.3%，砂礫石戈壁高原

9、，占52.9%；沙丘戈壁沙地，占20.4%；山前沖積平原，占1.3%。境內較大的河溝有6條，雨大則山洪泄溢，天旱則干涸見底。全旗地勢南高北低，平均海拔在1500米以上，海拔最高點達2365米，是本旗的高寒地帶。 烏后旗地處中溫帶，屬高原大陸性氣候。年平均氣溫3.8度，平均降水量96105.9毫米，年均無霜期130天，年均凍土深2.3米。氣候的主要特點是：冬季寒冷干燥風沙多，夏季干旱降雨少，日照強烈，蒸發(fā)量大。 2.3石漠化治理工程區(qū)（廣西壯族自治區(qū)河池市都安縣）都安縣地處云貴高原向廣西盆地過渡的斜坡上，都陽山脈東段，地勢北西高、南東低。境內巖溶地貌約有3863.33平方公里，占全縣面積的94.

10、34%，是全國巖溶地貌（喀斯特地貌）發(fā)育最為典型的地區(qū)之一。屬南亞熱帶季風氣候區(qū)并緣。全縣年平均氣溫19.6，年平均降雨量1700多毫米。境內山地以石灰?guī)r為主，丘陵坡地以紅壤為主。3試驗材料及方法產品介紹 超吸水纖維是由南通江潮纖維制品與中國紡織科學研究院（以孫玉山博士為首的研發(fā)團隊），歷經8年共同研制開發(fā)，填補了國內空白。它是一種吸水能力特別強的HYPERLINK :/baike.baidu /view/1702569.htm功能性高分子材料。無毒無害，反復吸水、釋水，因此人們把它比喻為微型水庫。同時，它還能吸收肥料、HYPERLINK :/baike.baidu /view/61312.h

11、tm農藥、并緩慢釋放，增加HYPERLINK :/baike.baidu /view/1532958.htm肥效、藥效。HYPERLINK :/baike.baidu /view/637479.htm超吸水纖維廣泛應用于農業(yè)、林業(yè)、園林綠化、沙漠綠化。 產品認定證書 超吸水纖維吸水前后的對照吸水原理 吸水原理相近于SAP（高吸水樹脂），但因其表面積大，具有吸液速度快、吸液倍率高、保液能力強、反復吸水、釋水、耐高溫、無毒、拒油、賦形性好、制品柔軟、使用方便等優(yōu)良特點。產品特性 1）無毒.安全環(huán)保，無毒無味，不污染植物，土壤和地下水，果樹花卉，植樹造林，無土栽培，植物保鮮運輸，大田作物等，無任何殘

12、留。 2）保墑省水.可有效抑制水分蒸發(fā)，防止水土流失，即使在有灌溉的條件下，仍然可省水50%以上，省時省人工。 3）改善土壤結構.使粘重土壤，漏水肥的沙土和次生鹽堿土壤得以改良.同時促進土壤微生物發(fā)育，提高土壤有機物的周轉利用效率。 4）使用壽命長.集多種聚合物之特性，可反復吸水膨脹和釋放收縮。 5）吸水速度快.一般自然水吸至飽和一般0.4分鐘，最快3秒鐘。 6）水肥利用率高.在土壤中形成的小水庫接受施肥、灌溉（或降雨）造成淋溶流失的微量元素減少1/3，保護環(huán)境；當再次干旱時，吸足水的纖維使周圍的土壤保持潮濕，以供給植物根系水分。即使在沙漠地區(qū)和極端的HYPERLINK :/baike.bai

13、du /view/1247892.htm干旱氣候，也可種草植樹。 7）性能穩(wěn)定即使是極端的干旱，也不會倒吸植物水分。主要功能 1）保水：超吸水纖維不溶于水，但能吸收相當自身重量成百倍的水，可有效抑制水分蒸發(fā)。土壤中使用超吸水纖維后，在很大程度上抑制了水分蒸發(fā)，提高了HYPERLINK :/baike.baidu /view/617345.htm土壤飽和含水量，降低了土壤的HYPERLINK :/baike.baidu /view/3872443.htm飽和導水率，從而減緩了土壤釋放水的速度，減少了土壤水分的滲透和流失，達到保水的目的。還可以刺激作物根系生長和發(fā)育，使根的長度增加、條數增多，在干

14、旱條件下保持較好長勢。 2）保肥：因為超吸水纖維具有吸收和保蓄水分的作用，因此可將溶于水中的化肥，農藥等農作物生長所需要的營養(yǎng)物質固定其中，在一定程度上減少了HYPERLINK :/baike.baidu /view/3872641.htm可溶性養(yǎng)分的淋溶損失，達到了節(jié)水節(jié)肥，提高水肥利用率的效果。 3）改善HYPERLINK :/baike.baidu /view/812060.htm土壤結構：施入土壤中，隨著吸水膨脹和失水收縮的規(guī)律性變化，可使周圍土壤由緊實變?yōu)槭杷桑紫对龃?，從而在一定程度上改善土壤的通透狀況。沙區(qū)和石漠化地區(qū)造林成功的最主要限制因素是缺水，而造林成功的關鍵是因地制宜的選

15、擇好樹種。超吸水纖維的保水性與水分釋放等的獨特性可以很好的解決沙區(qū)干旱缺水，石漠化地區(qū)水土流失的難題。因此本實驗需要在兼顧生態(tài)效益優(yōu)先的情況下，兼顧經濟效益，充分利用鄉(xiāng)土經濟樹種，期望能夠在環(huán)境治理的基礎上為當地帶去經濟發(fā)展。因此，內蒙古磴口縣選擇梭梭造林，烏拉特后旗選擇榆樹造林，廣西河池市都安縣選擇核桃造林。3.3材料準備（1）植物材料：苗木均為本地鄉(xiāng)土樹種。沙區(qū)為梭梭和榆樹、石漠化地區(qū)為核桃。（2）實驗材料：主要為超吸水纖維（SAF1#）和超吸水纖維無紡布（SAF1#無紡布，含量為200g）。（3）試驗工具：游標卡尺、卷尺、鋁盒、標簽、油漆、電子稱試驗設計及方法 試驗設計兩種材料、五種方法

16、、13個處理1個對照。即：超吸水纖維與土壤隔層鋪墊（設置5個濃度，即：1kg、0.5kg、0.25kg、0.1kg、0.05kg）、超吸水纖維裸根包裹苗木（設置5個梯度，即：1kg、0.5kg、0.25kg、0.1kg、0.05kg）；超吸水纖維無紡布底部鋪墊、整坑鋪墊以及表層平和空白對照。為了試驗的客觀性，試驗設置四個重復，每個重復設14個小區(qū)（小區(qū)面積根據當地情況設定），每個小區(qū)為一個處理，每個處理其他因素處于同一水平。超吸水纖維在防治荒漠化造林應用上的試驗設計表處理造林方式使用量（每坑）備注超吸水纖維（kg）與土層隔層鋪墊1根據地區(qū)不同、樹種不同可適當調整用量裸根包裹1空白對照超吸水纖維

17、無紡布(m2)底層鋪墊整坑鋪墊空白對照 磴口縣選擇梭梭造林按株行距（24）-（23）植苗，造林密度80-100株/畝；烏拉特后旗選擇榆樹造林按株行距（34）-（33）植苗，造林密度56-76株/畝；都安縣石漠化地區(qū)地形特殊，造林按見縫插針，一般造林密度為10-12株/hm2。4情況觀察與照片采集照片采集 定期或不定期的對不同處理條件下的情況進行拍照，包括施工照片，生長情況等對比照片。4.2情況觀察 試驗過程中請相關專家以及地方林業(yè)局相關人員對試驗情況進行考察與觀察。5試驗過程及考察情況座談咨詢 簽署合作協議 通過多次商討與洽談，中國治沙暨沙業(yè)學會就試驗達成共識，于2月17日在京召開了超吸水纖維

18、造林應用專家咨詢座談會，學會并與南通江潮纖維制品簽署了超吸水纖維防治荒漠化造林應用試驗合作協議書。中國綠色時報2014年2月20日進行了“超吸水纖維將助力沙產業(yè)”的新聞相關報道。中國林業(yè)網、中國林業(yè)新聞網、新浪財經等國內10幾家媒體網站進行轉載報道。 在項目實施前，為認真實施好該項試驗。2014年2月下旬，學會首先赴廣西河池等地進行了考察和座談交流，最終選擇石漠化綜合治理重點縣都安瑤族自治縣進行超吸水纖維在石漠化地區(qū)造林應用試驗；2014年4月初，學會赴蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市開展治沙造林新材料應用試驗的考察，最終選擇京津風沙源工程區(qū)磴口縣和烏拉特后旗進行試驗。石漠化地區(qū)試驗選點考察沙區(qū)試驗選點考

19、察在試驗點確定后，學會根據考察情況積極認真編寫了試驗方案（初稿），之后在中國林業(yè)科學研究院、北京林業(yè)大學、南通江潮纖維制品相關教授和高工的指導和修改下，完善了試驗方案。都安造林施工3月中旬，學會組織專家組和江蘇南通江潮纖維制品人員在都安縣林業(yè)局的大力支持下完成了造林施工工作。試驗選用生態(tài)與經濟效益兼顧的造林樹種核桃，采用超吸水纖維和超吸水纖維無紡布兩種材料不同方式、不同梯度進行造林應用實驗，期望為超吸水纖維在石漠化地區(qū)造林找到經濟實用的應用方式。此次試驗面積總計約30畝。都安縣造超吸水纖維造林試驗施工沙區(qū)造林施工 2014年4月中旬，學會在內蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市磴口縣以及烏拉特后旗進行了治沙造林施工作業(yè)。學會組織專家以及江蘇南通江潮纖維制品人員指導了超吸水纖維治沙造林試驗的野外施工作業(yè)。此次試驗與烏蘭布和沙漠邊緣治理工程與戈壁治理造林任務相結合。試驗分別選用梭梭和榆樹、柳樹、楊樹等適生樹種，采用超吸水纖維不同梯度、不同方式應用進行治沙造林。磴口縣造超吸水纖維造林試驗施工烏拉特后旗超吸水纖維造林試驗施工試驗考察情況烏拉特后旗試驗情況磴口縣試驗情況都安縣試驗情況經過一個生長季的試驗，2014年8月中旬，學會、江潮纖維制品、地方林業(yè)局相關人員對試驗現場進行了考察。考察發(fā)現：在沙區(qū)，在灌水次數少于空白